石油管道无损检测技术的发展研究

刘锋

摘要：在石油作业和输送的过程中，石油管道是一种重要的运输工具，但是管道质量较为复杂，在实施运用的过程中也存在着很大的质量安全问题，如果对其中存在的问题不能及时解决，就会造成各种危险，所以只有运用良好有效的检测技术，并且通过无损检测技术的使用，才能更好的确保石油管道质量。造成石油管道皮损的原因是多种多样的，在实际工作中应该坚持一定的原则，可以根据具体情况，选择运用直管段管道对接环焊缝、热煨弯头与直管段对接环焊缝、冷弯管段对接环焊缝、穿越及死口段对接环焊缝无损检测技术，都可以获得很好的检测效果。

关键词：石油管道；易损形式；无损检测技术

随着社会经济的不断进步，石油已经越发的成为我国的重要生产生活资源，小到百姓的日常生活，大到企业的生產乃至国防建设，都离不开石油及天然气这些重要资源的供给。在国际标准中，通常都是运用钢质管道来输送石油天然气，这样一来，如何保证钢质输送管道安全有效的运行，已经成为石油天然气管道无损检测的一个重要课题。近年来，新闻媒体曝光了多起由于石油管道爆裂而引发的泄漏及爆炸安全事故，只有不断提高石油管道无损检测技术，才能有效防范类似风险，确保管道能够安全运行，实现能源的高质量运输。

1压力管道的易损形式

1.1韧性破损

韧性破损指的是管道受到一定压力作用，在管道壁上形成应力效果，管道材质已经达到最大强度，引发管道断裂。通常来说，应用管道制作的材料韧性都较好，导致断裂问题的原因主要是超压所致。这种管道损坏的特点主要体现在管道直径增加，或者局部管道出现鼓胀现象，也可能是管道发生管壁减。这类管道形状发生改变的特点，基本上都是管道韧性损坏的表现。

1.2脆性破损

管道脆性损坏通常发生的都比较突然，并且扩展具有瞬时性，原因主要是管道的应力不足。而导致管道应力不足的原因多种多样，包括管道用材自身的脆性、自身原本的缺陷、管道安装过程中存在的缺陷（焊接或热处理工艺不到位）、管道在运输过程中存在的缺陷（受运输载体加速等影响），或者参与应力及结构应力处于集中状态，限制了管道应力的支撑，造成管道破损。

1.3腐蚀破损

管道腐蚀损坏是由于管道内部传输物料以及管道外部环境介质产生化学反应，同时也考虑机械等相关因素共同作用所导致。腐蚀破损是石油管道常见的一种损坏问题，即使使用的管道材料具有抗腐蚀性，但是仍不可避免的在安装过程中存在焊接点、焊接口等现象。同时，也无法保证使用的全部材料都达到合格标准，这也为管道腐蚀埋下了隐患，在管道投入一段时间使用后，就极容易被腐蚀损坏。

1.4疲劳性损坏

石油管道大都为金属材料，其使用的时间较长，长期工作于应力荷载环境当中，由于管道可能存在原始裂纹等缺陷，而恰好这种缺陷存在于管道连接的焊缝处，那么在长时间应力荷载影响下，就会存疲劳运作的问题，进而在管道承受能力到达一定限度时，便会出现疲劳性破损。

1.5蠕变损坏

在达到一定温度条件时，管道在荷载作用的影响下，通常会导致压力管道发生伸长、变形的倾向，这种现象便是蠕变损坏。尤其是有明显组织变化及塑性变形等情况下更易发生蠕变破坏。由于管道材料影响蠕变的破坏形式，因此在管道设计、制作和使用的过程中就要加以控制。比如，在最初设计时就需根据温度情况合理选择抗蠕变损坏的材料；在管道制作时应避免冷加工及焊接工作影响材料的抗蠕变性；在管道使用的过程中应谨防超温现象。

2石油管道的无损检测技术

2.1直管段管道对接环焊缝无损检测

1）直管段管道对接环焊缝采用100%射线探伤。2）对于坡度小于35°直管段部分，优先采用X射线管道爬行器进行单壁单影中心内透法检测。3）对于坡度大于或等于35°直管段部分，因X射线管道爬行器最大爬坡度限制，不能完成检测作业，拟采用定向X射线探伤机进行双壁单影外透法检测。4）所有检测过程应严格执行射线检测工艺规程相关要求及客户需求[3]。

2.2热煨弯头与直管段对接环焊缝无损检测

1）热煨弯头与直管段对接环焊缝采用100%射线探伤。2）热煨弯头曲率半径一般小于X射线管道爬行器转弯半径（7D），拟使用定向X射线探伤机进行双壁单影外透法检测。3）所有检测过程应严格执行射线检测工艺规程相关要求及相关部门要求。

2.3冷弯管段对接环焊缝无损检测

1）冷弯管段对接环焊缝采用100%射线探伤。2）冷弯管段曲率半径一般大于X射线管道爬行器转弯半径（7D），优先采用X射线管道爬行器进行单壁单影中心内透法检测。3）由于敷设坡度限制不能使用X射线管道爬行器的部分，拟使用定向X射线探伤机进行双壁单影外透法检测。4）所有检测过程应严格执行射线检测工艺规程相关要求及客户需求。

2.4穿越及死口段对接环焊缝无损检测

1）穿越及死口段对接环焊缝采用100%射线探伤和100%超声波探伤。2）射线检测。满足管道爬行器使用条件且时间许可，可采用管道爬行器进行检测。当死口距离未焊接管口较远或急需检测结果时，采用定向X射线探伤机进行双壁单影透照。3）超声波检测。使用A型显示脉冲反射式超声波探伤仪进行检测。采用频率为4-5MHz，前沿距离不大于12MM，晶片尺寸不大于96的方晶片斜探头。检测外径159mm管线环缝时，宜采用5MHz的方晶片小管径专用探头。探头镜片边长不应大于8mm，前沿不应大于10mm，且探头的接触面应与管壁对中，吻合良好。耦合剂应选用机油、甘油及浆糊等耦合透声性能良好的耦合剂。试块：SGB试块、SRB试块。其中SGB用于测定超声波仪器、探头、和系统的性能以及对仪器做调整和校验。SRB试块用于比较焊缝根部未焊透深度。焊缝表面应经过外观检验合格，当焊缝表面及探伤面的不规整影响到检验结果评定时，应做适当修磨，并作圆滑过度。4）所有检测过程应严格执行超声检测工艺规程相关要求及客户需求。

3结语

综上所述，石油开采作业的环境较为恶劣，一旦发生安全事故后果不堪设想。因此，除了要运用可靠有效的石油管道无损检测技术，确保管道质量以外，还应做好日常的维护与监测工作，有效预防事故发生。随着科技的发展，检测技术也在不断革新，在以后的研究中还应注重管道检测的精准度和可靠度。

参考文献：

[1]侯佳秀，朱禹，沈佳.石油管道无损检测技术的发展探析[J].工程技术：全文版，2017（03）：220.

[2]冯挺，姚欢，邵涛，等.石油管道内缺陷无损检测技术的研究现状[J].石化技术，2016，23（10）：208.

[3]曹建树，李杨，林立，等.天然气管道在线无损检测技术[J].中国石油和化工标准与质量，2016，35（22）：20-25.

（作者单位：中国石油天然气股份有限公司冀东油田分公司南堡油田作业区基建和生产维护管理中心）